بررسی برهمکنش Rhodotorula toruloides strain IR-1395 با جیوه جهت فرایندهای زیست پالایی جیوه از محیط‌های آبی

نوع مقاله: پژوهشی- فارسی

نویسندگان

1 دانشکده علوم پایه و فناوری‌های نوین زیستی، دانشگاه علم وفرهنگ، تهران

2 دانشکده علوم زیستی، دانشگاه الزهراء(س)، ونک، تهران

3 هیأت علمی/ پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای، تهران، ایران

4 بانک میکروارگانیسم ها، مرکز ملی ذخایر ژنتیکی و زیستی ایران، تهران

10.22108/bjm.2020.122197.1286

چکیده

مقدمه: امروزه آلودگی فلزات سنگین یکی از مهمترین مشکلات محیط زیست است و با توجه به هزینه بر بودن روش‌های متداول پالایش، استفاده از زیست توده میکروبی جهت پالایش فلزات سنگین پیشنهاد می-گردد. این مطالعه با هدف ارزیابی میانکنش مخمر رودوترولا تورلوئیدس سویه IR-1395 با جیوه انجام شد.
مواد و روش‌ها: در این مطالعه میزان رشد و انواع برهمکنش سویه IR-1395 با جیوه در محیط ساکارز براث مورد بررسی قرار گرفت و مقدار جیوه تجمع یافته در محیط و در مخمر توسط روش اسپکتروفتومتری اندازه‌گیری شد. سپس جهت تعیین بهترین شرایط جذب زیستی، تأثیر پارامترهای pH، غلظت جیوه، غلظت زیست توده، زمان مجاورسازی و دما سنجیده شد. همچنین میزان جذب توسط مخمر تیمار شده با 2و4 دی-نیتروفنل و اتوکلاو بررسی گردید. نهایتاٌ جذب زیستی جیوه توسط مخمر توسط میکروسکوپ الکترونی نگاره مجهز به طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایکس بررسی گردید.
نتایج: بررسی‌ها مشخص کرد حداکثر میزان رشد مخمر در مدت 36 ساعت می‌باشد و پس از آن وارد فاز سکون می‌گردد. همچنین این سویه قادر به جذب (جذب زیستی و تجمع زیستی) 86/61 % جیوه و فرارسازی 17/10% جیوه از محیط دارای mg/l10 کلرید جیوه طی هفت روز می‌باشد. در بررسی‌ عوامل تأثیرگذار بر جذب زیستی جیوه مشخص شد که pH بهینه در این مخمر برابر 4 می‌باشد. بالاترین میزان جذب در غلظت mg/l 300جیوه در دمای °C 15 به مدت10 دقیقه مشاهده شد. در بررسی اثر تیمار 2و4 دی نیتروفنل و اتوکلاو مشخص گردید که میزان جذب توسط مخمر تیمار شده کاهش می‌یابد. نهایتا نتایج طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایکس نیز تایید کننده جذب زیستی جیوه توسط مخمر بود.
بحث و نتیجه‌گیری: با بررسی انواع برهمکنش‌های سویه IR-1395 نسبت به جیوه و پتاسیل آن در جذب زیستی مشخص شد که این سویه یک میکروارگانیسم با ارزش در فرایندهای زیست پالایی جیوه از محیط‌های آبی آلوده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Investigation of mercury interactions of Rhodotorula toruloides IR-1395 for mercury bioremediation processes in aquatic environments

نویسندگان [English]

  • Niosha Tavassoli Tabatabaeei 1
  • Mohammad Reza Soudi 2
  • parisa Tajer-Mohammad-Ghazvini 3
  • Shaghayegh Nasr 4
  • Marziyeh Bahrami-Bavani 2
1 Faculty of Basic Sciences and Advanced Technologies in Biology, Science and Culture University, Tehran
2 Faculty of Biological Science, Alzahra University, Tehran
3 Nuclear Science and Technology Research Institute, Tehran, Iran
4 Microorganisms Bank, Iranian Biological Resource Center (IBRC), ACECR, Tehran
چکیده [English]

Introduction: Nowadays, heavy metals pollution is one of the most important environmental problems. Due to the high cost of common refining methods, the use of microbial biomass is recommended to clean up heavy metals. The aim of this study was the evaluation of interactions of Rhodoterula toruloides strain IR-1395 with mercury.
Materials and methods: In this study, the growth rate and interactions of strain IR-1395 with mercury in Sucrose Broth medium were investigated and the amount of mercury accumulated was measured using the Spectrophotometry method. Then, in order to determine the best biosorption conditions, the effect of parameters such as pH, mercury concentration, biomass concentration, contact time and temperature were measured. Also, the biosorption was investigated by treated cells with 2, 4 dinitrophenol and autoclave. Finally, the biosorbent was characterized by Scanning Electron Microscope with Energy Dispersive X-Ray Analysis.
Results: Studies showed that the maximum growth rate of strain IR-1395 was after 36h and then it enters the stationary phase. Also, this strain was able to the biosorption and bioaccumulation (61.86%) and 10.17% biovolatilization of mercury from the medium at the concentration of 10 mg/l of chloride mercury during seven days. In study of factors affecting on the mercury biosorption, it is indicated that the optimal pH was 4. The highest biosorption was observed at 300 mg /l of mercury in 10 minutes at 15 ˚C. Mercury adsorption using treated biomass by autoclaved and 2,4 dinitrophenoltreatment has reduced than control samples. Finally, the results of the EDX confirmed the biosorption of mercury by this yeast.
Discussion and conclusion: By study of the various interactions of strain IR-1395 with mercury and its potential in biosorption, it was found that this strain is a valuable microorganism in mercury bioremediation processes from contaminated aquatic environments.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Bioaccumulation
  • Biosorption
  • Mercury
  • Rhodoterula toruloides. Volatilization